JP2018084506A - 位置情報管理システム、情報処理装置、位置情報管理方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】出力装置から出力される音波に基づいて位置情報を管理する位置情報管理システムにおいて、出力装置の数を抑制しつつ、位置情報の検出精度を向上させる。【解決手段】位置情報管理システムは、所定の領域に向けて第１の方向から第１の識別情報を含む第１の音波を出力する第１の出力装置と、所定の領域に向けて第２の方向から第２の識別情報を含む第２の音波を出力する第２の出力装置と、を含む位置情報管理システムであって、第１の識別情報及び第２の識別情報と対応付けて、所定の領域の情報を管理する領域情報管理部と、第１の識別情報及び第２の識別情報を取得する移動装置が、第１の音波と第２の音波とが重なり合う所定の領域で取得した第１の識別情報及び第２の識別情報と、領域情報管理部が管理する所定の領域の情報とに基づいて、移動装置が所定の領域に位置することを特定する位置特定部と、を有する。【選択図】図１０

Description

本発明は、位置情報管理システム、情報処理装置、位置情報管理方法、及びプログラムに関する。

音波出力装置から出力される音波に含まれる識別情報等に基づいて、移動装置の位置情報を管理する位置情報管理システムが知られている。

例えば、所定の空間の各所に設置されたＩＤ発信器から位置ＩＤを含む音波信号を出力し、携帯端末が取得した音波信号に含まれる位置ＩＤに基づいて、携帯端末の位置情報を管理する音波通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に示すような従来の技術では、管理の対象となる移動装置の位置情報の検出精度は、出力装置が出力する音波が到達する範囲によって決まる。従って、このような従来の技術では、位置情報の検出精度を向上させるためには、例えば、出力装置が出力する音波の出力レベルを下げて音波の到達範囲を狭くし、より多くの出力装置を設置しなければならないという問題がある。

本発明の実施の形態は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、出力装置から出力される音波に基づいて位置情報を管理する位置情報管理システムにおいて、出力装置の数を抑制しつつ、位置情報の検出精度を向上させることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る位置情報管理システムは、所定の領域に向けて第１の方向から第１の識別情報を含む第１の音波を出力する第１の出力装置と、前記所定の領域に向けて前記第１の方向とは異なる第２の方向から第２の識別情報を含む第２の音波を出力する第２の出力装置と、を含む位置情報管理システムであって、
前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と対応付けて、前記所定の領域の情報を管理する領域情報管理部と、前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報を取得する移動装置が、前記第１の音波と前記第２の音波とが重なり合う前記所定の領域で取得した前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と、前記領域情報管理部が管理する前記所定の領域の情報とに基づいて、前記移動装置が前記所定の領域に位置することを特定する位置特定部と、を有する。

本発明の一実施形態によれば、出力装置から出力される音波に基づいて位置情報を管理する位置情報管理システムにおいて、出力装置の数を抑制しつつ、位置情報の検出精度を向上させることができる。

一実施形態に係る位置情報管理システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る位置情報管理システムの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る複数の領域の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る出力装置の外観の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る出力装置のハードウェア構成の例を示す図である。 第１の実施形態に係る管理サーバのハードウェア構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るゲートウェイのハードウェア構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る情報端末のハードウェア構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るマイクモジュールの一例について説明するための図である。 第１の実施形態に係る位置情報管理システムの機能構成図である。 第１の実施形態に係る管理サーバが管理する情報の例を示す図である。 第１の実施形態に係る出力装置の機能構成図である。 第１の実施形態に係る位置情報管理システムの処理の例を示すシーケンス図である。 第１の実施形態に係る音波ＩＤの取得処理の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る音波の出力タイミングの例を示す図である。 第２の実施形態に係る音波の出力処理の例を示すシーケンス図である。 一実施形態に係る移動装置の例を示す図である。

以下に、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。

＜システムの構成＞
本実施形態に係る位置情報管理システムの構成について説明する前に、基本的な位置情報管理システムの構成について説明する。

図１は、一実施形態に係る位置情報管理システムの構成例を示す図である。図１（ａ）は、基本的な位置情報管理システム１００の構成の一例を示している。図１（ａ）において、位置情報管理システム１００は、複数の出力装置１０１−１、１０１−２、１０１−３、・・・、管理サーバ１０２、ゲートウェイ１０３、及び移動装置１０４等を有する。

なお、以下の説明の中で、複数の出力装置１０１−１、１０１−２、１０１−３、・・・のうち、任意の出力装置を示す場合、「出力装置１０１」を用いる。また、図１（ａ）に示す出力装置１０１、ゲートウェイ１０３、及び移動装置１０４等の数は一例である。

複数の出力装置１０１は、例えば、建物１０７の天井等の互いに異なる位置に設置され、音波を識別するための識別情報（以下、音波ＩＤと呼ぶ）を含む音波を、互いに異なる領域に対して出力する音波出力装置である。また、複数の出力装置１０１は、ゲートウェイ１０３と所定の無線ネットワークを形成しており、ゲートウェイ１０３を介して、管理サーバ１０２と通信可能である。

図１（ａ）の例では、出力装置１０１−１は、音波を出力するスピーカを有しており、出力装置１０１−１が出力する音波を識別するための音波ＩＤ「ＩＤ０００１」を含む音波を出力している。同様に、出力装置１０１−２は、出力装置１０１−２が出力する音波を識別するための音波ＩＤ「ＩＤ０００２」を含む音波を出力している。さらに、出力装置１０１−３は、出力装置１０１−３が出力する音波を識別するための音波ＩＤ「ＩＤ０００３」を含む音波を出力している。

好ましくは、各出力装置１０１は、所定の周波数より周波数が高い非可聴音領域（例えば、１６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数）で、音波ＩＤを含む音波を出力する。音波は、高い周波数ほど指向性が高く、１６ｋＨｚ以上の周波数は人間にはほとんど聞こえないため、非可聴音領域の音波は、所定の範囲に向けて音波ＩＤを出力するために好適である。

図１（ｂ）は、複数の出力装置１０１が出力する音波により形成される複数の領域の一例を示す図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）に示す建物１０７を上面から見た状態を示している。図１（ｂ）において、出力装置１０１−１は、領域１１１−１に対して音波ＩＤ「０００１」を含む音波を出力している。同様に、出力装置１０１−２は、領域１１１−２に対して、音波ＩＤ「ＩＤ０００２」を含む音波を出力し、出力装置１０１−３は、領域１１１−３に対して、音波ＩＤ「ＩＤ０００３」を含む音波を出力している。

図１（ａ）に戻り、位置情報管理システム１００のシステム構成の説明を続ける。

管理サーバ（情報処理装置）１０２は、例えば、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワーク１０６に接続された、例えば、ＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置、又は複数の情報処理装置を含むシステムである。

管理サーバ１０２は、ネットワーク１０６、及びゲートウェイ１０３を介して複数の出力装置１０１と通信可能であり、複数の出力装置１０１によって形成される複数の領域の情報や、各領域に対応する音波ＩＤ等の情報を管理する。また、管理サーバ１０２は、出力装置１０１が出力した音波ＩＤ取得した移動装置１０４から、取得した音波ＩＤと移動装置１０４の識別情報とを含む情報を取得すると、移動装置１０４の位置を特定し、移動装置１０４の位置情報として管理する。さらに、管理サーバ１０２は、例えば、各出力装置１０１が出力する音波ＩＤを含む音波の出力を制御する。

ゲートウェイ１０３は、ネットワーク１０６を介して管理サーバ１０２と接続されており、また、複数の出力装置１０１と共に無線ネットワークを形成している。ゲートウェイ１０３は、ゲートウェイ１０３が提供する無線ネットワークに接続された複数の出力装置１０１と、管理サーバ１０２との間のデータの転送（中継）を行う。また、ゲートウェイ１０３は、必要に応じて、ネットワーク１０６と、無線ネットワークとのプロトコル変換を行う。

移動装置１０４は、位置情報管理システム１００が位置情報を管理する対象となる装置であり、無線通信により、ネットワーク１０６に接続して管理サーバ１０２と通信可能である。移動装置１０４は、例えば、利用者１０５が所持している、スマートフォン、携帯電話、タブレット端末等の汎用の情報端末であっても良いし、利用者１０５が身に付けるウェアラブル端末等であっても良い。さらに、移動装置１０４は、移動可能な様々な物体、例えば、荷物、台車、ロボット等や、移動可能な物体に取り付けられる端末装置等であっても良い。

移動装置１０４は、所定のプログラムを実行することにより、内蔵されたマイクロフォン等を用いて出力装置１０１が出力する音波を取得し、取得した音波に含まれる音波ＩＤを抽出する。また、移動装置１０４は、抽出された出力装置１０１の音波ＩＤと、移動装置１０４を識別するための識別情報（以下、移動装置ＩＤと呼ぶ）とを含む取得情報を管理サーバ１０２に送信する。

管理サーバ１０２は、移動装置１０４から送信された取得情報に含まれる移動装置ＩＤと、音波ＩＤとに基づいて、移動装置１０４の位置（例えば、領域、位置座標等）を特定し、移動装置１０４の位置情報として、記憶部に記憶して管理する。

上記の構成により、管理サーバ１０２は、移動装置１０４の位置情報を管理する。

上記の構成では、移動装置１０４の位置情報の検出精度は、出力装置１０１が出力する音波によって形成される領域（例えば、領域１１１−１〜１１１−３等）によって決まる。従って、図１に示す位置情報管理システム１００では、移動装置１０４位置情報の検出精度を向上させるためには、例えば、出力装置１０１が出力する音波の出力レベルを下げて音波信号の到達範囲を狭くし、より多くの出力装置１０１を設置しなければならない。

続いて、上記のような問題を解決する本実施形態に係る位置情報管理システムについて説明する。

［第１の実施形態］
図２は、第１の実施形態に係る位置情報管理システムの構成例を示す図である。図２に示す位置情報管理システム１００は、複数の出力装置２０１ａ〜２０１ｆ、移動装置２０２、管理サーバ１０２、及びゲートウェイ１０３等を有する。なお、図２に示す位置情報管理システム１００の基本的な構成は、図１に示す一実施形態に係る位置情報管理システム１００と同様なので、ここでは図１に示す構成との相違点を中心に説明を行う。

なお、以下の説明の中で、複数の出力装置２０１ａ〜２０１ｆのうち、任意の出力装置を示す場合、「出力装置２０１」を用いる。また、図２に示す出力装置２０１、ゲートウェイ１０３、及び移動装置２０２等の数は一例である。

出力装置２０１は、例えば、建物内の会議室、教室、作業スペース、売場等の部屋２０４の隣接する２辺に沿って所定の間隔で設置され、音波を識別するための音波ＩＤを含む音波を所定の方向に出力する音波出力装置である。

好ましくは、各出力装置２０１は、所定の周波数より周波数が高い非可聴音領域（例えば、１６ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数）で、音波ＩＤを含む音波を出力する。

本実施形態に係る出力装置２０１は、例えば、図１に示す出力装置１０１より指向性が強い音波を出力し、複数の出力装置２０１ａ〜２０１ｆにより、例えば、図３に示すような複数の領域を形成するように配置されている。

図３は、第１の実施形態に係る複数の領域の一例を示す図である。図３において、出力装置２０１ａ〜２０１ｃは、部屋２０４の北側の壁面に沿って設置され、南側に向けて音波ＩＤを含む音波を出力しているものとする。例えば、出力装置２０１ａは、出力装置２０１ａの音波の出力範囲３０１ａに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波を出力している。また、出力装置２０１ｂは、出力装置２０１ｂの音波の出力範囲３０１ｂに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｂ」を含む音波を出力している。さらに、出力装置２０１ｃは、出力装置２０１ｃの音波の出力範囲３０１ｃに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｃ」を含む音波を出力している。

また、図３において、出力装置２０１ｄ〜２０１ｆは、部屋２０４の西側の壁面に沿って設置され、東側に向けて音波ＩＤを含む音波を出力しているものとする。例えば、出力装置２０１ｄは、出力装置２０１ｄの音波の出力範囲３０１ｄに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」を含む音波を出力している。また、出力装置２０１ｅは、出力装置２０１ｅの音波の出力範囲３０１ｅに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｅ」を含む音波を出力している。さらに、出力装置２０１ｆは、出力装置２０１ｃの音波の出力範囲３０１ｆに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｆ」を含む音波を出力している。

上記の構成により、図３において、位置情報を計測する領域である位置情報計測エリア３００内に、９個の領域ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ、ＢＤ、ＢＥ、ＢＦ、ＣＤ、ＣＥ、ＣＦが形成されている。

例えば、出力装置２０１ａ（第１の出力装置）は、領域ＡＤ（所定の領域）に向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」（第１の識別情報）を含む音波（第１の音波）を出力する。また、出力装置２０１ｄ（第２の出力装置）は、領域ＡＤに向けて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」（第２の識別情報）を含む音波（第２の音波）を出力する。これにより、領域ＡＤに位置する移動装置２０２は、移動装置２０２に内蔵されるマイク等を用いて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波と、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」を含む音波とを取得することができる。

同様に、移動装置２０は、他の領域ＡＥ、ＡＦ、ＢＤ、ＢＥ、ＢＦ、ＣＤ、ＣＥ、ＣＦにおいても、北側（第１の方向の一例）から出力される音波ＩＤを含む音波と、西側（第２の方向の一例）から出力される音波ＩＤを含む音波とを取得することができる。

移動装置２０２は、所定の領域（例えば領域ＡＤ）において、第１の方向（例えば北側）から出力される第１の音波に含まれる第１の音波ＩＤ、及び第２の方向（例えば西側）から出力される第２の音波に含まれる第２の音波ＩＤを取得する。

好ましくは、移動装置２０２は、互いに異なる方向から複数の音波を取得する手段を有し、取得した複数の音波の各々に含まれる音波ＩＤを取得することができる。これは、音波の特性として、同じ周波数帯に２つの異なる音波（例えば、第１の音波と第２の音波）が出力されると、信号レベルが低い方の音波がマスクされてしまう場合があるためである。互いに異なる方向から複数の音波（例えば、３つ以上の音波）を取得し、音波ＩＤを取得することにより、信号レベルが低い方の音波がマスクされてしまうという問題を低減させることができる。

移動装置２０２は、例えば、領域ＡＤで取得した２つの音波ＩＤと、移動装置２０２の移動装置ＩＤとを含む取得情報を管理サーバ１０２に送信する。

また、管理サーバ１０２は、例えば、図３に示すような、複数の領域ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ、ＢＤ、ＢＥ、ＢＦ、ＣＤ、ＣＥ、ＣＦの情報と、各領域に出力される２つの音波ＩＤとを対応付けた領域情報を、記憶部に記憶して管理する。この領域情報には、例えば、第１の音波ＩＤ（例えば、「ＩＤ０００ａ」）及び第２の音波ＩＤ（例えば、「ＩＤ０００ｄ」）と対応付けて、所定の領域（例えば、領域ＡＤ）の情報（領域名、位置座標等）が記憶されている。

管理サーバ１０２は、移動装置２０２から受信した２つの音波ＩＤ、移動装置２０２の移動装置ＩＤ、及び記憶部に記憶した領域情報を用いて、移動装置２０２が、領域ＡＤに位置することを特定する。

別の一例として、上記の領域情報は、移動装置２０２が有しているものであっても良い。これにより、移動装置２０２は、管理サーバ１０２によらずに、例えば、領域ＡＤで取得した２つの音波ＩＤを用いて、移動装置２０が領域ＡＤに位置することを特定することができるようになる。

なお、図２、３に示す位置情報管理システム１００のシステム構成は一例であり、本実施形態に係る位置情報管理システム１００は、様々なシステム構成が可能である。

例えば、図３において、所定の領域（例えば、領域ＢＥ）に移動装置２０２があるか否かを判断したい場合、位置情報管理システム１００は、出力装置２０１ｂと出力装置２０１ｅとを有していれば良い。

また、音波が出力される方向（第１の方向、及び第２の方向）は、北、西に限られず、他の方向であっても良い。例えば、第１の方向、及び第２の方向は、北を０°とし、時計回りの角度で示される他の方向（例えば、１０°、２０°、・・・等）であっても良いし、第１の方向と第２の方向とは、必ずしも直交していなくても良い。

さらに、例えば、出力装置２０１ａが、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む第１の音波を出力する音波の出力範囲３０１ａは、複数の出力装置２０１ａの組合せによって形成されるものであっても良い。

＜ハードウェア構成＞
続いて、本実施形態に係る出力装置２０１、管理サーバ１０２、ゲートウェイ１０３、及び移動装置２０２のハードウェアの構成について説明する。

（出力装置の外観）
図４は、第１の実施形態に係る出力装置の外観の例を示す図である。

図４（ａ）は、出力装置２０１の斜視図を示している。出力装置２０１は、例えば、開口面４０１を有する筐体（衝立ユニット）４０２、及び出力装置２０１を部屋２０４の壁面等に取り付けするための複数の取付部４０３を有している。

図４（ｂ）は、出力装置２０１を、開口面４０１の方向から見た上面図を示している。出力装置２０１は、開口面４０１に対向する底面４０４に、音波を出力するスピーカ４０５が取り付けられている。

本実施形態に係る出力装置２０１は、例えば、１６ｋＨｚ以上の周波数の指向性が強い音波を用いるが、図４に示すように、筐体（衝立ユニット）４０２等により、音波の広がりをさらに抑制することができる。

上記の構成により、例えば、図４（ａ）に示す出力装置２０１は、スピーカ４０５から出力される音波を、開口面４０１に対して垂直に、上方向に向けて出力する。

（出力装置のハードウェア構成）
図５は、第１の実施形態に係る出力装置のハードウェア構成の例を示す図である。出力装置２０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５０１、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０２、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）５０３、無線通信部５０４、音波処理部５０５、マイク５０６、増幅部５０７、スピーカ４０５、ＲＴＣ（Real Time Clock）及びバス５０９等を有する。

ＣＰＵ５０１は、フラッシュＲＯＭ５０３等に格納された出力装置２０１用のプログラムを実行することにより、出力装置２０１の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ５０２は、ＣＰＵ５０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。フラッシュＲＯＭ５０３は、出力装置２０１用のプログラム、出力装置２０１の識別情報である出力装置ＩＤ、音波ＩＤ等の様々な情報を記憶する不揮発性のメモリである。

無線通信部５０４は、ゲートウェイ１０３と無線通信を行うための無線通信装置であり、例えば、送受信回路、アンテナ、制御回路等が含まれる。本実施形態では、無線通信部５０４は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、又は、９２０ＭＨｚ帯の特定省電力無線（IEEE802.15.4g）等、各種の無線通信方式の無線部を適用することができる。

音波処理部５０５は、ＣＰＵ５０１の制御に従って、例えば、音波ＩＤを含む音波を生成する音波処理を行う。例えば、音波処理部５０５は、ＣＰＵ５０１の制御に従って、音波ＩＤを含む音波を、音声周波数帯域のうち、例えば、１６ｋＨｚ以上の非可聴音領域で生成する。

なお、本実施形態では、具体的な音波によるデータ転送方法について、特に限定しないが、例えば、所定の周波数の音波に、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）や、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）等の公知の変調をかけて、情報を伝送することができる。

或いは、音波によるデータ転送方法は、所定の周波数（例えば、１９ｋＨｚ）の音波をオン／オフさせることにより、デジタル値の「１」／「０」を表すもの等であっても良い。この場合、音波を受信した移動装置１０４は、例えば、所定のサンプリングレートで予め定められた周波数の有無を判断することにより、音波に含まれる情報を取得することができる。

なお、音波処理部５０５は、音声処理用の集積回路等で実現されるものであっても良いし、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等で実現されるものであっても良い。或いは、音波処理部５０５は、ＣＰＵ５０１で動作するプログラムによって実現されるものであっても良い。

マイク５０６は、マイクロフォン等の収音素子であり、取得した音波を電気信号に変換する。なお、出力装置２０１は、マイク５０６を有していなくても良い。

増幅部５０７は、スピーカ４０５に出力する音波信号を増幅する音波増幅器である。

スピーカ４０５は、増幅部５０７から出力される音波信号を音波に変換して出力するスピーカである。なお、スピーカ４０５は、図４（ｂ）に示すスピーカ４０５に対応している。

ＲＴＣ５０８は、出力装置２０１の電源が切られている間も、バッテリバックアップにより計時を行い、例えば、ＣＰＵ５０１からの要求に応じて時刻情報を提供する集積回路である。なお、出力装置２０１の時刻情報は、ＣＰＵ５０１が計時するものであっても良い。

バス５０９は、上記の各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（管理サーバのハードウェア構成）
図６は、第１の実施形態に係る管理サーバのハードウェア構成例を示す図である。管理サーバ１０２は、一般的なコンピュータの構成を有しており、例えば、ＣＰＵ６０１、ＲＡＭ６０２、ＲＯＭ６０３、ストレージ部６０４、外部Ｉ／Ｆ（Interface）６０５、入力部６０６、表示部６０７、ネットワークＩ／Ｆ６０８、バス６０９等を含む。

ＣＰＵ６０１は、ＲＯＭ６０３やストレージ部６０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ６０２上に読み出し、処理を実行することで、管理サーバ１０２の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ６０２は、ＣＰＵ６０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ６０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ部６０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）や、ＳＳＤ（Solid State Drive）等のストレージ装置であり、ＯＳ（Operation System）、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。

外部Ｉ／Ｆ６０５は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、例えば、記録媒体６１０等が含まれる。管理サーバ１０２は、外部Ｉ／Ｆ６０５を介して、記録媒体６１０の読取り及び／又は書き込みを行うことができる。記録媒体６１０には、例えば、光学ディスク、磁気ディスク、メモリカード、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等が含まれる。また、記録媒体６１０に所定のプログラムを格納し、この記録媒体６１０に格納されたプログラムを外部Ｉ／Ｆ６０５を介して、管理サーバ１０２にインストールすることにより、管理サーバ１０２は所定のプログラムを実行することができる。

入力部６０６は、マウス等のポインティングデバイスや、キーボード等、管理サーバ１０２に各操作信号を入力するのに用いられる入力デバイスである。表示部６０７はディスプレイ等、管理サーバ１０２による処理結果等を表示する表示デバイスである。

ネットワークＩ／Ｆ６０８は、管理サーバ１０２をネットワーク１０６に接続するための、例えば、有線／無線ＬＡＮ等の通信インタフェースである。管理サーバ１０２はネットワークＩ／Ｆ６０８を介して、他の機器とネットワーク１０６を介して通信を行うことができる。

バス６０９は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（ゲートウェイのハードウェア構成例）
図７は、第１の実施形態に係るゲートウェイのハードウェア構成例を示す図である。ゲートウェイ１０３は、例えば、ＣＰＵ７０１、ＲＡＭ７０２、ＲＯＭ７０３、無線通信部７０４、ネットワークＩ／Ｆ７０５、及びバス７０６を有する。

ＣＰＵ７０１は、ＲＯＭ７０３等に格納されたプログラムを実行することにより、ゲートウェイ１０３の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ７０２は、ＣＰＵ７０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ７０３は、ゲートウェイ１０３のプログラム等を記憶する不揮発性のメモリである。ＲＯＭ７０３は、例えば、フラッシュＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリであっても良い。

無線通信部７０４は、例えば、前述した出力装置２０１の無線通信部５０４と同じ無線通信方式により無線通信を行うための無線通信装置であり、例えば、送受信回路、アンテナ、制御回路等が含まれる。

ネットワークＩ／Ｆ７０５は、ゲートウェイ１０３をネットワーク１０６に接続する、例えば、無線／有線ＬＡＮ等の通信インタフェースである。

バス７０６は、上記の各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

（移動装置のハードウェア構成）
図８は、第１の実施形態に係る情報端末のハードウェア構成例を示す図である。移動装置２０２は、一般的なコンピュータの構成を含み、例えば、ＣＰＵ８０１、ＲＡＭ８０２、ＲＯＭ８０３、ストレージ部８０４、通信Ｉ／Ｆ８０５、複数のマイク８０６、音声信号処理部８０７、スピーカ８０８、表示入力部８０９、及びバス８１０等を有する。

ＣＰＵ８０１は、ＲＯＭ８０３やストレージ部８０４等に格納されたプログラムやデータをＲＡＭ８０２上に読み出し、処理を実行することで、移動装置２０２の各機能を実現する演算装置である。ＲＡＭ８０２は、ＣＰＵ８０１のワークエリア等として用いられる揮発性のメモリである。ＲＯＭ８０３は、電源を切ってもプログラムやデータを保持することができる不揮発性のメモリである。

ストレージ部８０４は、例えば、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュＲＯＭ等のストレージ装置であり、ＯＳ、アプリケーションプログラム、及び各種データ等を記憶する。

通信Ｉ／Ｆ８０５は、例えば、３Ｇ（3rd. Generation）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）等の移動通信網や、無線ＬＡＮ等の通信方式に対応した通信インタフェースである。移動装置２０２は、通信Ｉ／Ｆ８０５を介して、ネットワーク１０６に接続して管理サーバ１０２等とデータ通信を行うことができる。

複数のマイク８０６は、マイクロフォン等の収音素子であり、取得した音波を音波信号に変換する。

音声信号処理部８０７は、複数のマイク８０６が取得する音波信号を処理する回路又はプロセッサであり、例えば、複数のマイク８０６を用いて、ビームフォーミングを行うための信号処理を実行する。音声信号処理部８０７の機能は、ＣＰＵ８０１で実行されるプログラム等によって実現されるものであっても良い。

好適な一例として、複数のマイク８０６は、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electronics Mechanical System）マイクロフォン等によって構成される。また、複数のマイク８０６、及び音声信号処理部８０７は、１つのマイクモジュール８１１等に含まれているものであっても良い。

ここで、マイクモジュール８１１の一例について説明する。

図９は、第１の実施形態に係るマイクモジュールの一例について説明するための図である。図９（ａ）の例では、マイクモジュール８１１は、所定の位置に配置された４つのＭＥＭＳマイク９０１を有する。各ＭＥＭＳマイク９０１は、マイク部９０２で音波を取得することができる。

マイクモジュール８１１は、４つのマイク部９０２がアレイ状に配置され、例えば、図９（ｂ）に示すように、マイクモジュール８１１を中心とした３６０°方向の複数の音波に対して、ビームフォーミングを行うことができる。

ビームフォーミングは、複数のマイクを含むマイクアレイを用いて、マイクアレイの指向性を制御する既知の技術（例えば、特許文献２参照）である。本実施形態に係る移動装置２０２は、一例として、マイクモジュール８１１を用いて、既知のビームフォーミング技術により、互いに異なる方向から複数の音波を取得することができるものとする。

なお、図９に示すマイクモジュール８１１は、好適な一例であり、移動装置２０２は、例えば、複数の異なる方向に向けて設けられた複数のマイク８０６を用いて、複数の音波を取得するもの等であっても良い。

図８に戻り、移動装置２０２のハードウェア構成の説明を続ける。

スピーカ８０８は、音波信号を音波に変換して出力するデバイスである。なお、移動装置２０２は、スピーカ８０８を有していなくても良い。

表示入力部８０９は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の表示デバイスと、タッチパネル等の入力用のデバイス素子とを含み、利用者による入力操作を受付けると共に、移動装置２０２で実行されるプログラムによる表示画面等を表示する。なお、移動装置２０２は、表示入力部８０９を有していなくても良い。

バス８１０は、上記各構成要素に接続され、アドレス信号、データ信号、及び各種制御信号等を伝送する。

＜機能構成＞
図１０は、第１の実施形態に係る位置情報管理システムの機能構成図である。図１０に示す出力装置２０１ａ、２０１ｄ、移動装置２０２、管理サーバ１０２、及びゲートウェイ１０３は、図２に示す各装置に対応している。

（管理サーバの機能構成）
管理サーバ（情報処理装置）１０２は、通信部１０１１、領域情報管理部１０１２、識別情報受信部１０１３、位置特定部１０１４、方向特定部１０１５、位置情報管理部１０１６、出力装置管理部１０１７、及び記憶部１０１８等を有する。

通信部１０１１は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、ネットワークＩ／Ｆ６０８を用いて、管理サーバ１０２をネットワーク１０６に接続し、通信を行うための手段である。例えば、通信部１０１１は、ゲートウェイ１０３を介して、複数の出力装置２０１と通信を行うと共に、移動装置２０２等との通信を行う。

領域情報管理部１０１２は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、図１１（ａ）に示すような領域情報１０２１を記憶部１０１８に記憶して管理する。

図１１（ａ）は、領域情報１０２１の一例を示している。図１１（ａ）の例では、領域情報１０２１には、「領域名」、「音波１」、「音波２」、「位置座標」等の情報が含まれる。

「領域名」の情報は、例えば、図３の複数の領域ＡＤ、ＡＥ、ＡＦ、ＢＤ、ＢＥ、ＢＦ、ＣＤ、ＣＥ、ＣＦに対応する名前等の情報である。なお、領域名は、各領域を識別するための識別情報である領域ＩＤ等であっても良い。

「音波１」の情報は、第１の方向（例えば、図３の０°の方向）から、各領域に向けて出力される音波である第１の音波に関する情報であり、例えば、「音波ＩＤ」、及び「方向」の情報が含まれる。「音波ＩＤ」は、第１の音波に含まれる音波ＩＤ（第１の識別情報）であり、「方向」は、各領域に向けて第１の音波が到来する方向である第１の方向を示す情報である。

「音波２」の情報は、第２の方向（例えば、図３の２７０°の方向）から、各領域に向けて出力される音波である第２の音波に関する情報であり、例えば、「音波ＩＤ」、及び「方向」の情報が含まれる。「音波ＩＤ」は、第２の音波に含まれる音波ＩＤ（第２の識別情報）であり、「方向」は、各領域に向けて第２の音波が到来する方向である第２の方向を示す情報である。

「位置座標」の情報は、各領域の基準点（例えば、図３の各領域の左上等）の座標（例えば、緯度、経度、高度等の３次元座標）を示す情報である。

図１０に戻り、管理サーバ１０２の機能構成の説明を続ける。

識別情報受信部１０１３は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、移動装置２０２から、移動装置２０２が取得した複数の音波ＩＤと、移動装置２０２の移動装置ＩＤとを含む取得情報を受信する。

なお、移動装置２０２が、図９に示すようなマイクモジュール８１１を有する場合、移動装置２０２から送信される取得情報には、音波ＩＤが抽出された１つ以上の音波のうち、音波の信号強度が最も強い音波の方向を示す取得方向の情報が含まれる。この取得方向の情報は、後述する方向特定部１０１５によって利用される。

位置特定部１０１４は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、移動装置２０２が取得した２つの音波ＩＤと、領域情報管理部１０１２が管理する領域情報１０２１とを用いて、移動装置２０２が位置する領域を特定する。

例えば、図３において、移動装置２０２が領域ＡＤに位置している場合、識別情報受信部１０１３が移動装置２０２から受信する取得情報には、２つの音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」、「ＩＤ０００ｄ」が含まれる。この場合、位置特定部１０１４は、図１１（ａ）に示すような領域情報１０２１を用いて、２つの音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」、「ＩＤ０００ｄ」に対応付けられている領域ＡＤに、移動装置２０２が位置していると特定することができる。

方向特定部１０１５は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、移動装置２０２で音波ＩＤが抽出された１つ以上の音波のうち、音波の信号強度が最も強い音波の情報に基づいて、移動装置２０２の方向を特定する。

例えば、図３において、移動装置２０２が領域ＢＥに位置しており、図９に示すマイクモジュール８１１の角度「９０°」から音波ＩＤ「ＩＤ０００ｅ」を抽出した音波の信号強度が、他の音波の信号強度が強いものとする。

この場合、識別情報受信部１０１３が、移動装置２０２から受信する取得情報には、信号強度が最も強い音波から取得した音波ＩＤ「ＩＤ０００ｅ」、及び信号強度が最も強い音波の方向を示す取得方向「９０°」の情報が含まれる。

方向特定部１０１５は、領域ＢＥに対して、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｅ」を含む音波が到来する方向「２７０°」と、移動装置２０２から取得した取得方向「９０°」との差により、移動装置２０２の装置方向が「１８０°」であることを特定することができる。

位置情報管理部１０１６は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、図１１（ｂ）に示すような移動装置２０２の位置情報１０２２を、記憶部１０１８に記憶して管理する。

図１１（ｂ）は、位置情報１０２２の一例を示している。図１１（ｂ）の例では、位置情報１０２２には、「移動装置ＩＤ」、「音波ＩＤ１」、「取得方向」、「音波ＩＤ２」、「取得日時」、「領域名」、「位置情報」、及び「装置方向」等の情報が含まれる。

「移動装置ＩＤ」の情報は、移動装置２０２を識別するための移動装置ＩＤである。

「音波ＩＤ１」の情報は、移動装置２０２で音波ＩＤが抽出された１つ以上の音波のうち、音波の信号強度が最も強い音波の音波ＩＤである。

「取得方向」の情報は、移動装置２０２で音波ＩＤが抽出された１つ以上の音波のうち、音波の信号強度が最も強い音波を取得した方向を示す情報である。

「音波ＩＤ２」の情報は、移動装置２０２で音波ＩＤが抽出された複数の音波のうち、音波の信号強度が２番目に強い音波の音波ＩＤである。

「取得日時」の情報は、位置情報を取得した日時を示す情報である。

「領域名」、「位置座標」の情報は、位置特定部１０１４によって特定された移動装置２０２の位置を示す情報の一例である。

「装置方向」の情報は、方向特定部１０１５によって特定された移動装置２０２の方向を示す情報である。

このように、位置情報管理部１０１６は、移動装置２０２の位置を示す位置情報１０２２を、記憶部１０１８に記憶して管理する。

出力装置管理部１０１７は、例えば、図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、図１１（ｃ）に示すような出力装置情報１０２３を、記憶部１０１８に記憶して管理する。

図１１（ｃ）は、出力装置情報１０２３の一例を示している。図１１（ｃ）の例では、出力装置情報１０２３には、「出力装置ＩＤ」、「音波ＩＤ」、「方向」、「設置位置」、及び「出力タイミング」等の情報が含まれる。

「出力装置ＩＤ」の情報は、出力装置２０１を識別するための出力装置ＩＤである。

「音波ＩＤ」の情報は、「出力装置ＩＤ」に対応する出力装置２０１が出力する音波に含まれる音波ＩＤを示す情報である。

「方向」の情報は、「出力装置ＩＤ」に対応する出力装置２０１の設置方向を示す情報である。

「設置位置」の情報は、「出力装置ＩＤ」に対応する出力装置２０１の設置位置を示す情報（例えば、３次元の座標情報）である。

「出力タイミング」の情報は、「出力装置ＩＤ」に対応する出力装置２０１が、音波を出力するタイミングを示す情報である。なお、出力タイミングについては、第２の実施形態で後述する。

好ましくは、出力装置管理部１０１７は、例えば、所定の時刻、又は所定の時間間隔等に、複数の出力装置２０１に対して、音波ＩＤを含む音波の出力要求を送信することにより、複数の出力装置２０１が出力する音波ＩＤを更新する。

また、領域情報管理部１０１２は、複数の出力装置２０１が出力する音波ＩＤが更新されると、出力装置情報１０２３に基づいて、図１１（ａ）に示す領域情報１０２１の音波ＩＤの情報を更新する。

記憶部１０１８は、例えば、図６のストレージ部６０４、ＲＡＭ６０２、及び図６のＣＰＵ６０１で実行されるプログラム等によって実現され、前述した領域情報１０２１、位置情報１０２２、及び出力装置情報１０２３等の情報を記憶する手段である。

（移動装置の機能構成）
図１０に示すように、移動装置２０２は、音波取得部１０３１、情報抽出部１０３２、信号強度測定部１０３３、音波選択部１０３４、識別情報送信部１０３５、通信部１０３６、及び記憶部１０３７等を有する。

音波取得部１０３１は、例えば、図８に示すマイクモジュール８１１（又は、複数のマイク８０６、音声信号処理部８０７）、及び図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラム等によって実現され、互いに異なる方向から複数の音波を取得する。

例えば、音波取得部１０３１は、図９に示すマイクモジュール８１１を用いて、角度「０°」から、所定の角度（例えば、１０°）毎に、３６０°の各方向から音波を取得する。なお、１０°は、所定の角度の一例であり、所定の角度は他の角度（例えば、１°、２０°）であっても良い。

別の一例として、音波取得部１０３１は、互いに異なる方向に向けて設けられた複数のマイク８０６を用いて、複数の音波を取得するものであっても良い。

情報抽出部１０３２は、例えば、図８の音声信号処理部８０７、又は図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラム等によって実現され、音波取得部１０３１が取得する複数の音波の各々に含まれる音波ＩＤを抽出する。

信号強度測定部１０３３は、例えば、図８の音声信号処理部８０７、又は図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラム等によって実現され、音波取得部１０３１が取得する複数の音波の信号強度を測定する。

音波選択部１０３４は、例えば、図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラムによって実現され、情報抽出部１０３２で音波ＩＤが抽出された複数の音波の中から、信号強度測定部１０３３が測定した信号強度が強い２つの音波を選択する。例えば、音波選択部１０３４は、情報抽出部１０３２で音波ＩＤが抽出された複数の音波の中から、信号強度が最も強い音波と、信号強度が２番目に強い音波を選択する。

識別情報送信部１０３５は、例えば、図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラムによって実現され、音波選択部１０３４が選択した２つの音波に含まれる２つの音波ＩＤと、移動装置２０２の移動装置ＩＤとを含む取得情報を管理サーバ１０２に送信する。この取得情報により、管理サーバ１０２は、移動装置２０２が位置している領域を特定することができる。

好ましくは、識別情報送信部１０３５が管理サーバ１０２に送信する取得情報には、情報抽出部１０３２で音波ＩＤが抽出された複数の音波のうち、信号強度が最も強い音波を取得した方向を示す取得方向の情報が含まれる。これにより、管理サーバ１０２は、移動装置２０２が位置している領域に加えて、移動装置２０２の方向を特定することができるようになる。

通信部１０３６は、例えば、図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラムによって実現され、図８の通信Ｉ／Ｆ８０５を用いて移動装置２０２を、ネットワーク１０６に接続する。また、通信部１０３６は、識別情報送信部１０３５からの要求に応じて、前述した取得情報を管理サーバ１０２に送信する。

記憶部１０３７は、例えば、図８のストレージ部８０４、ＲＡＭ８０２、及び図８のＣＰＵ８０１で実行されるプログラム等によって実現され、例えば、移動装置の移動装置ＩＤや、取得した音波ＩＤ等の様々な情報を記憶する。

（出力装置の機能構成）
図１２は、第１の実施形態に係る出力装置の機能構成図である。出力装置２０１は、通信部１２０１、音波生成部１２０２、音波出力制御部１２０３、記憶部１２０４、及び時刻管理部１２０５を有する。

通信部１２０１は、例えば、図５の無線通信部５０４、及び図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム等によって実現され、出力装置２０１を、ゲートウェイ１０３が提供する無線ネットワークに接続する。これにより、出力装置２０１は、ゲートウェイ１０３を介して、管理サーバ１０２と通信を行うことができるようになる。

音波生成部１２０２は、例えば、図５の音波処理部５０５、又は図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム等によって実現され、記憶部１２０４等に記憶された音波ＩＤを含む音波を生成する。

音波出力制御部１２０３は、例えば、図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラムによって実現され、図５の増幅部５０７、スピーカ４０５を用いて、音波生成部１２０２が生成した音波ＩＤを含む音波を出力する。例えば、音波出力制御部１２０３は、通信部１２０１を介して、管理サーバ１０２から通知された音波ＩＤを記憶部１２０４に記憶し、管理サーバ１０２からの指示に従って、記憶した音波ＩＤを含む音波を出力する。

記憶部１２０４は、例えば、図５のフラッシュＲＯＭ、及び図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム等によって実現され、出力装置２０１の出力装置ＩＤや、管理サーバ１０２から通知された音波ＩＤ等を記憶する。

時刻管理部１２０５は、例えば、図５のＲＴＣ５０８、及び図５のＣＰＵ５０１で実行されるプログラム等によって実現され、現在の時刻を示す時刻情報を管理する。

＜処理の流れ＞
続いて、本実施形態に係る位置情報管理システムによる位置情報管理方法の処理の流れについて説明する。

図１３は、第１の実施形態に係る位置情報管理システムの処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、位置情報管理システム１００が、図３の位置情報計測エリア３００にある移動装置２０２の位置と方向を含む位置情報を管理する処理の一例を示している。

ステップＳ１３０１、Ｓ１３０２において、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、ゲートウェイ１０３を介して、出力装置２０１ａに音波の出力要求を送信する。この音波の出力要求には、例えば、出力装置２０１ａの出力装置ＩＤ「ＳＰＩＤ００１」、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」等が含まれる。

ステップＳ１３０３において、出力装置２０１ａは、音波の出力要求を受信すると、音波の出力要求に含まれる音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波の出力を開始する。

例えば、出力装置２０１ａの音波出力制御部１２０３は、音波の出力要求に含まれる音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を記憶部１２０４に記憶し、音波生成部１２０２を用いて、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波を生成する。また、音波出力制御部１２０３は、音波生成部１２０２が生成した音波を、図５の増幅部５０７、及びスピーカ４０５を用いて出力する。

また、ステップＳ１３０４、Ｓ１３０５において、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、ゲートウェイ１０３を介して、出力装置２０１ｄに音波の出力要求を送信する。この出力要求には、例えば、出力装置２０１ａの出力装置ＩＤ「ＳＰＩＤ００４」、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」等が含まれる。

ステップＳ１３０６において、出力装置２０１ｄは、音波の出力要求を受信すると、音波の出力要求に含まれる音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」を含む音波の出力を開始する。

同様にして、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、他の出力装置２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｅ、２０１ｆに、音波の出力要求を送信し、音波ＩＤを含む音波を出力させる。

ステップＳ１３０７において、管理サーバ１０２の領域情報管理部１０１２は、上記の処理により変更された音波ＩＤを、例えば、図１１（ａ）に示す領域情報１０２１の音波ＩＤの情報に反映させる。

好ましくは、管理サーバ１０２は、上記のステップＳ１３０１〜Ｓ１３０７の処理を、所定の時間間隔、又は所定の時刻等に実行して、複数の出力装置２０１ａ〜２０１ｆの音波ＩＤを更新する。

この状態で、移動装置２０２が、図３の領域ＡＤに移動するものとする。これにより、ステップＳ１３０８で出力装置２０１ａが出力する音波、及びステップＳ１３０９で出力装置２０１ｄが出力する音波が、移動装置２０２に届くようになる。

ステップＳ１３１０において、移動装置２０２は、例えば、図１４に示すような、音波ＩＤの取得処理を実行する。

図１４は、第１の実施形態に係る音波ＩＤの取得処理の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１４０１において、移動装置２０２の音波取得部１０３１は、例えば、図９（ｂ）に示すマイクモジュール８１１において、角度θを「０°」として、音波を取得する。

ステップＳ１４０２において、移動装置２０２の情報抽出部１０３２は、取得した音波から音波ＩＤを抽出し、信号強度測定部１０３３は、取得した音波の信号強度を測定する。

ステップＳ１４０３において、移動装置２０２は、ステップＳ１４０２で音波ＩＤが抽出されたか否かに応じて処理を分岐させる。

音波ＩＤが抽出されない場合、移動装置２０２は、処理をステップＳ１４０８に移行させる。一方、音波ＩＤが抽出された場合、移動装置２０２は、処理をステップＳ１４０４に移行させる。

ステップＳ１４０４に移行すると、移動装置２０２の情報抽出部１０３２は、抽出した音波ＩＤと同一の音波ＩＤが、記憶部１０３７の一時保存領域に保存されているかを判断する。なお、記憶部１０３７の一時保存領域は、図１４に示す処理が開始される前に、初期化されているものとする。

抽出した音波ＩＤと同一の音波ＩＤが保存されていない場合、情報抽出部１０３２は、処理をステップＳ１４０７に移行させる。一方、抽出した音波ＩＤと同一の音波ＩＤが保存されている場合、情報抽出部１０３２は、処理をステップＳ１４０５に移行させる。

ステップＳ１４０５に移行すると、移動装置２０２の情報抽出部１０３２は、信号強度測定部１０３３が取得した音波の信号強度と、記憶部１０３７の一時保存領域に保存されている同一の音波ＩＤに対応する音波の信号強度とを比較する。

ステップＳ１４０６において、移動装置２０２の情報抽出部１０３２は、取得した音波の方が、記憶部１０３７の一時保存領域に保存されている同一の音波ＩＤに対応する音波より、信号強度が大きいか否かに応じて処理を分岐させる。

取得した音波の方が、信号強度が強い場合、情報抽出部１０３２は、処理をステップＳ１４０７に移行させる。一方、取得した音波の方が、信号強度が強くない場合、情報抽出部１０３２は、処理をステップＳ１４０８に移行させる。

ステップＳ１４０７に移行すると、情報抽出部１０３２は、取得した音波から情報抽出部１０３２が抽出した音波ＩＤを、信号強度測定部１０３３が測定した信号強度と共に、記憶部１０３７の一時保存領域に保存する。

ステップＳ１４０８に移行すると、音波取得部１０３１は、角度θの値が３６０°に達したかを判断する。

角度θの値が３６０°に達していない場合、音波取得部１０３１は、処理をステップＳ１４０９に移行させる。一方、角度θの値が３６０°に達した場合、音波取得部１０３１は、処理をステップＳ１４１０に移行させる。

ステップＳ１４０９に移行すると、音波取得部１０３１は、角度θに所定の角度ａ（例えば、ａ＝１０°）を加算し、音波を取得する。

ステップＳ１４１０に移行すると、移動装置２０２の音波選択部１０３４は、記憶部１０３７の一時保存領域に保存された複数の音波ＩＤの中から、信号強度が最も強い音波ＩＤ（音波ＩＤ１）と、信号強度が次に強い音波ＩＤ（音波ＩＤ２）とを選択する。

上記の処理により、移動装置２０２は、互いに異なる方向から取得した音波ＩＤを含む音波のうち、最も信号強度が強い音波の音波ＩＤ及びその取得方向と、次に信号強度が強い音波の音波ＩＤとを取得することができる。

ここで、図１３に戻り、シーケンス図の説明を続ける。

ステップＳ１３１１において、移動装置２０２の識別情報送信部１０３５は、例えば、図１４に示した音波ＩＤの取得処理で取得した取得情報を管理サーバ１０２に送信する。この取得情報には、最も信号強度が強い音波、例えば、出力装置２０１ａから出力される音波の音波ＩＤ及びその取得方向と、次に信号強度が強い音波、例えば、出力装置２０１ｄから出力される音波の音波ＩＤと、移動装置２０２の移動装置ＩＤとが含まれる。送信された取得情報は、管理サーバ１０２の識別情報受信部１０１３によって受信される。

ステップＳ１３１２において、管理サーバ１０２の位置特定部１０１４は、識別情報受信部１０１３が受信した取得情報を用いて、移動装置２０２の位置を特定する。

例えば、取得情報に、最も信号強度が強い音波の音波ＩＤ１として「ＩＤ０００ａ」が含まれており、次に信号強度が強い音波の音波ＩＤ２として「ＩＤ０００ｄ」が含まれているものとする。この場合、位置特定部１０１４は、例えば、図１１（ａ）に示すような領域情報１０２１を用いて、２つの音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」、「ＩＤ０００ｄ」と対応付けて記憶されている「領域ＡＤ」に、移動装置２０２が位置していると特定する。

ステップＳ１３１３において、管理サーバ１０２の方向特定部１０１５は、識別情報受信部１０１３が受信した取得情報を用いて、移動装置２０２の方向を特定する。

例えば、取得情報に、最も信号強度が強い音波の音波ＩＤ１として「ＩＤ０００ａ」が含まれており、最も信号強度が強い音波の取得方向として「０°」が含まれているものとする。この場合、方向特定部１０１５は、例えば、図１１（ａ）に示すような領域情報１０２１から、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波の方向「０°」を示す情報を取得する。また、方向特定部１０１５は、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波の方向「０°」と、取得情報に含まれる取得方向「０°」との差から、移動装置２０２の装置方向が「０°」であることを特定する。

別の一例として、領域情報１０２１から取得した音波ＩＤを含む音波の方向が「２７０°」であり、取得情報に含まれる取得方向が「９０°」であるものとする。この場合、方向特定部１０１５は、音波ＩＤを含む音波の方向が「２７０°」と、取得情報に含まれる取得方向が「９０°」との差から、移動装置２０２の装置方向が２７０°−９０°＝１８０°であると特定する。

なお、ステップＳ１３１３に示す方向を特定する処理は、好適な一例であり、必須ではない。

ステップＳ１３１４において、管理サーバ１０２の位置情報管理部１０１６は、位置特定部１０１４が特定した位置を示す情報、方向特定部１０１５が特定した方向を示す情報等を、移動装置２０２の移動装置ＩＤと対応付けて位置情報１０２２に記憶する。

また、位置情報管理部１０１６は、必要に応じて、移動装置２０２の位置情報を、移動装置２０２や、移動装置２０２にコンテンツを提供するコンテンツサーバ等に送信するものであっても良い。

上記の処理により、位置情報管理システム１００は、例えば、図３に示す位置情報計測エリア３００内のどの領域に移動装置２０２が位置しているかを示す詳細な位置情報を検出することができるようになる。また、図３の例では、位置情報管理システム１００は、６個の出力装置２０１を用いて、９個の領域のどこに移動装置２０２が位置しているかを特定することができる。

このように、本実施形態によれば、出力装置２０１から出力される音波に基づいて、移動装置２０２の位置情報を管理する位置情報管理システム１００において、出力装置２０１の数を抑制しつつ、位置情報の検出精度を向上させることができる。

また、本実施形態に係る位置情報管理システム１００では、移動装置２０２が位置する領域だけではなく、移動装置２０２の方向を特定することができる。従って、本実施形態によれば、移動装置２０２の位置と方向とを含む、より詳細な位置情報を検出することができるようになる。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、例えば、図９に示すマイクモジュール８１１等、互いに異なる複数の音波を取得可能な移動装置２０２を用いて、移動装置２０２の位置情報を管理する場合の例について説明を行った。

しかし、例えば、図３の領域ＡＤにおいて、出力装置２０１ａが出力する第１の音波の信号強度と、出力装置２０１ｄが出力する第２の音波の信号強度が同等である場合、通常の情報端末では、２つの音波に含まれる音波ＩＤを正しく取得できない場合がある。

第２の実施形態では、移動装置２０２が、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣ等の通常の情報端末であっても、移動装置２０２の位置情報を管理することができる位置情報管理システム１００の例について説明する。

図１５は、第２の実施形態に係る音波の出力タイミングの例を示す図である。図１５（ａ）は、図３に示す出力装置２０１ａが出力する音波ＩＤ１を含む音波と、出力装置２０１ｄが出力する音波ＩＤ２を含む音波の出力タイミングの一例を示している。

図１５（ａ）において、出力装置２０１ａ、２０１ｄは、音波ＩＤを送信するために時間Ｔを要するものとする。また、出力装置２０１ａ、２０１ｄは、例えば、時間ｔ０から音波ＩＤの出力を開始し、音波ＩＤの出力を終えた時間ｔ１において、次の音波ＩＤの出力を開始するものとする。

この場合、例えば、図３の領域ＡＤにおいて、１つマイクで取得した音波から音波ＩＤを抽出すると、出力装置２０１ａが出力する第１の音波と、出力装置２０１ｄが出力する第２の音波のうち、信号強度が強い方の音波に含まれる音波ＩＤのみが取得されると考えられる。また、第１の音波の信号強度と、第２の音波の信号強度が同等である場合には、どちらの音波に含まれる音波ＩＤも取得できない可能性がある。

このような場合でも、第１の実施形態に示す移動装置２０２では、互いに異なる複数の方向から音波を取得するので、音波を取得する方向によって、第１の音波と第２の音波の信号強度が変化し、音波ＩＤ１、及び音波ＩＤ２を抽出することができる。

図１５（ｂ）は、図３に示す出力装置２０１ａが出力する音波ＩＤ１を含む音波と、出力装置２０１ｄが出力する音波ＩＤ２を含む音波の、第２の実施形態に係る出力タイミングの例を示している。

本実施形態に係る複数の出力装置２０１の各々は、現在の時刻を示す時刻情報を管理しており、出力装置２０１ａは、時間ｔ０から音波ＩＤ１を含む音波の出力を開始する。また、出力装置２０１ａは、時間ｔ１に音波ＩＤ１を含む音波の送信を完了すると、期間Ｔだけ音波の出力を休止し、時間ｔ２から再び音波ＩＤ１を含む音波の出力を開始する。このように、出力装置２０１ａは、時間ｔ０から、周期２Ｔで、期間Ｔずつ音波ＩＤ１を含む音波を間欠送信する。

一方、出力装置２０１ｄは、時間ｔ０から期間Ｔを経過した時間ｔ１から、音波ＩＤ２を含む音波の出力を開始する。また、出力装置２０１ｄは、時間ｔ２に音波ＩＤ２を含む音波の送信を完了すると、期間Ｔだけ音波の出力を休止し、時間ｔ３から再び音波ＩＤ３を含む音波の出力を開始する。このように、出力装置２０１ｄは、時間ｔ１から、周期２Ｔで、期間Ｔずつ音波ＩＤ２を含む音波を間欠送信する。

これにより、出力装置２０１ａから出力される音波、及び出力装置２０１ｄから出力される音波は、他方の音波によってマスクされることがなくなるので、１つのマイクで取得した音波から、音波ＩＤ１と音波ＩＤ２とを取得することができるようになる。

＜処理の流れ＞
図１６は、第２の実施形態に係る音波の出力処理の例を示すシーケンス図である。この処理は、位置情報管理システム１００が、複数の出力装置２０１に、図１５（ｂ）に示すような出力タイミングで音波を出力させる処理の一例を示している。

ステップＳ１６０１、Ｓ１６０２において、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、ゲートウェイ１０３を介して、出力装置２０１ａに音波の出力要求を送信する。この出力要求には、出力装置２０１ａの出力装置ＩＤ「ＳＰＩＤ００１」、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」に加えて、出力を開始する開始時刻、及び図１５の時間ｔ０から間欠送信を開始することを示す出力タイミング（出力タイミング０）等の情報が含まれる。

ステップＳ１６０３において、出力装置２０１ａは、音波の出力要求を受信すると、音波の出力要求に含まれる開始時刻まで待機する。例えば、出力装置２０１ａが、音波ＩＤを含む音波を出力中である場合、出力装置２０１ａは、現在の音波ＩＤを含む音波を出力している状態を維持する。一方、出力装置２０１ａが、音波ＩＤを含む音波を出力していない場合、出力装置２０１ａは、音波ＩＤを含む音波を出力していない状態を維持する。

ステップＳ１６０４、Ｓ１６０５において、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、ゲートウェイ１０３を介して、出力装置２０１ｄに音波の出力要求を送信する。この出力要求には、出力装置２０１ｄの出力装置ＩＤ「ＳＰＩＤ００４」、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」に加えて、出力を開始する開始時刻、及び図１５の時間ｔ１から間欠送信を開始することを示す出力タイミング（出力タイミング１）等の情報が含まれる。

ステップＳ１６０６において、出力装置２０１ｄは、音波の出力要求を受信すると、音波の出力要求に含まれる開始時刻まで待機する。

同様にして、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、出力装置２０１ｂ、２０１ｃに対して、開始時刻、及び時間ｔ０から間欠送信を開始することを示す出力タイミング（出力タイミング０）の情報を含む音波の出力要求を送信する。また、管理サーバ１０２の出力装置管理部１０１７は、出力装置２０１ｅ、２０１ｆに対して、開始時刻、及び時間ｔ１から間欠送信を開始することを示す出力タイミング（出力タイミング１）の情報を含む音波の出力要求を送信する。

ステップＳ１６０７において、管理サーバ１０２の領域情報管理部１０１２は、上記の処理により変更された音波ＩＤを、例えば、図１１（ａ）に示す領域情報１０２１の音波ＩＤの情報に反映させる。

ステップＳ１６０８、Ｓ１６０９において、指定された開始時刻になると、各出力装置２０１の音波出力制御部１２０３は、例えば、図５のＲＴＣ５０８からのアラーム割込み等により、開始時刻になったと判断する。

ステップＳ１６１０において、出力装置２０１ａの音波出力制御部１２０３は、例えば、出力タイミング０で、音波ＩＤ「ＩＤ０００ａ」を含む音波の間欠送信を開始する。

ステップＳ１６１１において、出力装置２０１ｄの音波出力制御部１２０３は、例えば、出力タイミング１で、音波ＩＤ「ＩＤ０００ｄ」を含む音波の間欠送信を開始する。

これにより、例えば、図１５（ｂ）に示すように、出力装置２０１ａと出力装置２０１ｄは、音波ＩＤ１を含む第１の音波と、音波ＩＤ２を含む第２の音波とを交互に間欠送信することができるようになる。

上記の処理により、位置情報管理システム１００は、例えば、図９に示すようなマイクモジュール８１１を有していない通常の情報端末においても、移動装置２０２として、位置情報を管理することができるようになる。

（移動装置の例）
ここで、移動装置２０２の例について説明する。

本実施形態に係る移動装置２０２は、利用者１０５が所持する情報端末等であっても良いが、例えば、図１７（ａ）に示すように、利用者１０５が装着するウェアラブル端末等であっても良い。

例えば、図１９（ａ）に示す移動装置２０２ａは、利用者１０５が被るヘルメットや帽子等の頭頂部等にマイクモジュール８１１を備えたウェアラブル端末の一例を示している。工場や、作業場等において、作業者が図１９（ａ）に示すような移動装置２０２ａを装着することにより、位置情報管理システム１００を用いて、作業者の位置だけではなく、作業者が向いている方向を含む詳細な位置情報を管理することができるようになる。

また、図１９（ｂ）に示す移動装置２０２ｂは、利用者１０５が装着する眼鏡型のウェアラブル端末に、互いに異なる方向に向けて複数のマイク８０６が設けられている。例えば、教室や、職場等、ヘルメットを装着できない場所においても、利用者１０５が、図１７（ａ）に示すような移動装置２０２ｂを装着することにより、位置情報管理システム１００を用いて、利用者１０５の位置と顔の方向を管理することができるようになる。

また、本実施形態に係る移動装置２０２は、利用者と共に移動する装置に限られず、例えば、図１７（ｂ）に示すように、走行機能を有する移動装置２０２ｃや、歩行機能を有する移動装置２０２ｄ等、移動手段を有する移動装置２０２であっても良い。

図１７（ｂ）に示す移動装置２０２ｃは、例えば、操作者の操作に従って、或いは自律的に移動する走行機能を有する移動装置２０２ｃ（例えば、台車、リモコンカー等）の上面等に、マイクモジュール８１１を装着した移動装置２０２の一例を示している。

また、図１７（ｂ）に示す移動装置２０２ｄは、操作者の操作に従って、或いは自律的に移動する歩行機能を有する移動装置２０２ｄ（例えば、ロボット等）の上面等に、マイクモジュール８１１を装着した移動装置２０２の別の一例を示している。

このような移動装置２０２ｃ、２０２ｄにおいて、位置情報管理システム１００を用いることにより、移動装置２０２ｃ、２０２ｄの位置だけではなく、移動装置２０２ｃ、２０２ｄが向いている方向まで管理することができるようになる。

さらに、このような移動装置２０２ｃ、２０２ｄが、自律的に移動する場合、移動装置２０２ｃ、２０２ｄは、図１０に示す領域情報管理部１０１２、位置特定部１０１４、方向特定部１０１５等を有していても良い。これにより、移動装置２０２ｃ、２０２ｄは、管理サーバ１０２によらずに、自装置で位置及び方向を特定し、移動を制御することができるようになる。

なお、移動装置２０２のマイクモジュール８１１は、必ずしも移動装置２０２の上面に備えられたものでなくても良い。

１００ 位置情報管理システム
１０２ 管理サーバ（情報処理装置）
２０１ 出力装置
２０２ 移動装置
１０１２ 領域情報管理部
１０１４ 位置特定部
１０１５ 方向特定部
１０３１ 音波取得部
１０３２ 情報抽出部
１０３３ 信号強度測定部（測定部）
１０３４ 音波選択部（選択部）

特開２０１５−０５３７２１号公報 特開２００７−８９０５８号公報

Claims (10)

1. 所定の領域に向けて第１の方向から第１の識別情報を含む第１の音波を出力する第１の出力装置と、
   前記所定の領域に向けて前記第１の方向とは異なる第２の方向から第２の識別情報を含む第２の音波を出力する第２の出力装置と、
   を含む位置情報管理システムであって、
   前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と対応付けて、前記所定の領域の情報を管理する領域情報管理部と、
   前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報を取得する移動装置が、前記第１の音波と前記第２の音波とが重なり合う前記所定の領域で取得した前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と、前記領域情報管理部が管理する前記所定の領域の情報とに基づいて、前記移動装置が前記所定の領域に位置することを特定する位置特定部と、
   を有する位置情報管理システム。
2. 前記移動装置は、
   互いに異なる方向から複数の音波を取得する音波取得部と、
   前記音波取得部が取得する前記複数の音波の各々に含まれる識別情報を抽出する情報抽出部と、
   を有する請求項１に記載の位置情報管理システム。
3. 前記移動装置は、
   前記音波取得部が取得する前記複数の音波の信号強度を測定する測定部と、
   前記情報抽出部で識別情報が抽出された複数の音波の中から、該音波の信号強度が強い２つの音波を、前記第１の音波及び前記第２の音波として選択する選択部と、
   を有する請求項２に記載の位置情報管理システム。
4. 前記所定の領域の情報は、前記第１の方向及び前記第２の方向に関する情報を含み、
   前記位置情報管理システムは、
   前記情報抽出部で識別情報が抽出された１つ以上の音波のうち、前記信号強度が最も強い音波の方向を示す情報に基づいて、前記移動装置の方向を特定する方向特定部を有する請求項３に記載の位置情報管理システム。
5. 前記第１の出力装置及び前記第２の出力装置は、
   前記第１の音波と前記第２の音波とを交互に送信することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の位置情報管理システム。
6. 前記第１の音波又は前記第２の音波は、
   周波数が１６ｋＨｚ以上の指向性を有する音波であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の位置情報管理システム。
7. 前記移動装置は、
   前記複数の音波を取得するためのマイクを有する請求項２乃至４のいずれか一項に記載の位置情報管理システム。
8. 所定の領域に向けて第１の方向から出力される第１の識別情報を含む第１の音波と、前記所定の領域に向けて前記第１の方向とは異なる第２の方向から出力される第２の識別情報を含む第２の音波とが重なり合う前記所定の領域で、前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報を取得する移動装置の位置情報を管理する情報処理装置であって、
   前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と対応付けて、前記所定の領域の情報を管理する領域情報管理部と、
   前記移動装置が取得した前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と、前記領域情報管理部が管理する前記所定の領域の情報とに基づいて、前記移動装置が前記所定の領域に位置していることを特定する位置特定部と、
   を有する情報処理装置。
9. 所定の領域に向けて第１の方向から第１の識別情報を含む第１の音波を出力する第１の出力装置と、
   前記所定の領域に向けて前記第１の方向とは異なる第２の方向から第２の識別情報を含む第２の音波を出力する第２の出力装置と、
   を含む位置情報管理システムにおいて、移動装置の位置情報を管理する位置情報管理方法であって、
   当該位置情報管理システムが、
   前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と対応付けて、前記所定の領域の情報を管理するステップと、
   前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報を取得する移動装置が、前記第１の音波と前記第２の音波とが重なり合う前記所定の領域で取得した前記第１の識別情報及び前記第２の識別情報と、前記管理するステップで管理する前記所定の領域の情報とに基づいて、前記移動装置が前記所定の領域に位置することを特定するステップと、
   を実行する位置情報管理方法。
10. 請求項９に記載の位置情報管理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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